JP2010199697A

JP2010199697A - Burst receiver and burst reception method

Info

Publication number: JP2010199697A
Application number: JP2009039300A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Ikeda; 博樹池田; Noburo Tajimi; 信朗多治見; Daisuke Mashita; 大輔真下
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2009-02-23
Filing date: 2009-02-23
Publication date: 2010-09-09

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To properly receive an optical burst signal by a burst receiver of an OLT (Optical Line Terminal) of a PON (Passive Optical Network) system by preventing unnecessary gain switching caused when noise is received. <P>SOLUTION: The burst receiver of the PON system includes: a transimpedance amplifier 120 which amplifies a photoelectrically converted current with a predetermined gain and outputs the result as a voltage signal; a preamble mask control unit 160 which extracts a preamble signal from the output signal of the transimpedance amplifier 120 for a predetermined mask time and outputs it; a bit amount measurement unit 170 which measures a bit amount from the output signal of the preamble mask control unit 160, compares it with a predetermined value, and generates an output; and a TIA (transimpedance amplifier) control unit 180 which determines whether the gain of the transimpedance amplifier 120 is changed on the basis of the output signal of the bit amount measurement unit 170 and the output voltage of the transimpedance amplifier 120. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、光受信回路において、受光素子が光電気変換した電流信号を受信し電圧信号に変換増幅するトランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）に関し、特にバースト信号間のノイズやサージによる誤動作を防ぐことができるバースト受信機およびバースト受信方法に適用して有効な技術に関する。 The present invention relates to a transimpedance amplifier (TIA) that receives a current signal photoelectrically converted by a light receiving element in a light receiving circuit and converts and amplifies it into a voltage signal, and in particular, can prevent malfunction due to noise or surge between burst signals. The present invention relates to a technique effective when applied to a burst receiver and a burst reception method.

例えば、受動型光ネットワーク（ＰＯＮ：ＰａｓｓｉｖｅＯｐｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋ）システムは、光ファイバアクセス技術である。低コストで高速な通信速度を提供できる高速広帯域アクセス技術である。通常、ＰＯＮシステムは、光伝送路終端装置（ＯＬＴ：ＯｐｔｉｃａｌＬｉｎｅＴｅｒｍｉｎａｌ）、光回線終端装置（ＯＮＵ：ＯｐｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋＵｎｉｔ）および光分配ネットワーク（ＯＤＮ：ＯｐｔｉｃａｌＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＮｅｔｗｏｒｋ）を含み、エンドユーザにブロードバンドアクセス方法を提供しており、現在のその他のブロードバンドアクセス技術に比べ、多くの利点がある。最も顕著な利点は、ＰＯＮシステム、例えば、ＧＥ−ＰＯＮシステムがエンドユーザにギガビットレベルのアクセス速度を提供することが可能であり、エンドユーザのブロードバンドネットワーク応用によりよく対応できる点にある。なお、送信タイミングを調整する方法として、動的帯域割当制御方式（ＤＢＡ：ＤｙｎａｍｉｃＢａｎｄｗｉｄｔｈＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ）が知られており、全ＯＮＵからの送信要求に基づき、各々のＯＮＵの上りの許可帯域と各々のＯＮＵからの送信タイミングを決定する。 For example, a passive optical network (PON) system is an optical fiber access technology. This is a high-speed broadband access technology that can provide a high-speed communication speed at a low cost. Generally, a PON system includes an optical transmission line termination device (OLT), an optical network termination device (ONU), and an optical distribution network (ODN), and provides broadband access to end users. Provides many advantages over other current broadband access technologies. The most notable advantage is that PON systems, eg, GE-PON systems, can provide end-users with gigabit-level access speeds and can better accommodate end-user broadband network applications. As a method for adjusting the transmission timing, a dynamic bandwidth allocation control method (DBA: Dynamic Bandwidth Allocation) is known. Based on a transmission request from all ONUs, an upstream permitted bandwidth of each ONU and each ONU The transmission timing from is determined.

ＯＬＴから各々のＯＮＵへの下り方向の信号は宛先ＯＮＵを指定して光ブロードキャスト方式で送信され、ＯＮＵが自身宛の信号を選択して受信する。逆に各々のＯＮＵからＯＬＴへの上り方向の信号は、信号の衝突を防ぐため、ＯＬＴから送信許可されたＯＮＵが時分割多元接続方式（ＴＤＭＡ方式：ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）で送信タイミングを調整してバースト信号を送信する。ＯＬＴは異なるレベルの光信号を受信しなければならないため、光ダイナミックレンジを達成するバースト受信機を有することが必要となる。 A downstream signal from the OLT to each ONU is transmitted by an optical broadcast method specifying a destination ONU, and the ONU selects and receives a signal addressed to itself. Conversely, for upstream signals from each ONU to the OLT, the ONUs permitted to transmit from the OLT adjust the transmission timing by the time division multiple access method (TDMA method: Time Division Multiple Access) in order to prevent signal collision. Send a burst signal. Since the OLT must receive different levels of optical signals, it is necessary to have a burst receiver that achieves the optical dynamic range.

広いダイナミックレンジのバースト受信の実現方法としては、バースト信号の光レベルに応じて利得の切替を行うトランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）を用いる方法が広く用いられている。 As a method for realizing burst reception with a wide dynamic range, a method using a transimpedance amplifier (TIA) that switches gain according to the optical level of a burst signal is widely used.

ところで、トランスインピーダンスアンプは、受信した光信号を受光素子により光電気変換した入力電流を、帰還抵抗値に比例するトランスインピーダンスアンプの利得によって、出力電圧に変化する回路である。出力電圧は、トランスインピーダンスアンプの後段の回路に適した値に調整される。一般に、入力電流が小さい場合、トランスインピーダンスアンプの帰還抵抗を大きく設定することで、利得は大きくなる。また、入力電流が大きい場合、トランスインピーダンスアンプの帰還抵抗を小さくすることで、利得は小さくなる。通常のトランスインピーダンスアンプの帰還抵抗は、導入時に調整して設定しておくものである。しかし、ＰＯＮシステムにおいては、各々のＯＮＵからの光強度信号が異なるため、ＯＬＴの受光感度のダイナミックレンジを広くとることが要求される。光強度の弱い信号でも高感度で受信できるが、トランスインピーダンスアンプの帰還抵抗を一度設定すると、バースト受信機の受光感度の範囲が決定される。高速な光信号を受信する際、受光感度の範囲が狭くなることが知られており、高速なＰＯＮシステムにおいて、光強度の強い信号と弱い信号を同時に受信できないという問題があった。以下具体的に説明する。 By the way, the transimpedance amplifier is a circuit that changes an input current obtained by photoelectrically converting a received optical signal by a light receiving element into an output voltage according to the gain of the transimpedance amplifier proportional to the feedback resistance value. The output voltage is adjusted to a value suitable for a circuit subsequent to the transimpedance amplifier. In general, when the input current is small, the gain is increased by setting the feedback resistance of the transimpedance amplifier large. When the input current is large, the gain is reduced by reducing the feedback resistance of the transimpedance amplifier. The feedback resistance of a normal transimpedance amplifier is adjusted and set at the time of introduction. However, in the PON system, since the light intensity signals from the respective ONUs are different, a wide dynamic range of the light receiving sensitivity of the OLT is required. Even signals with low light intensity can be received with high sensitivity, but once the feedback resistance of the transimpedance amplifier is set, the range of light reception sensitivity of the burst receiver is determined. When receiving a high-speed optical signal, it is known that the range of light receiving sensitivity becomes narrow, and in a high-speed PON system, there is a problem that a signal with a strong light intensity and a weak signal cannot be received simultaneously. This will be specifically described below.

通常のトランスインピーダンスアンプは、入力電流に対して利得が大きくなると出力電圧の振幅が飽和してしまい波形歪みが生じる。したがって、広ダイナミックレンジ特性を達成させるためには、ＴＩＡ利得を調整することで、出力電圧の波形歪みが発生しないようにする必要がある。実際、入力電流に応じて、出力電圧の波形歪みが発生しないように、複数段の帰還抵抗を設け、入力電流に応じて帰還抵抗を選択する。以下具体的に説明する。 In a normal transimpedance amplifier, when the gain increases with respect to the input current, the amplitude of the output voltage saturates and waveform distortion occurs. Therefore, in order to achieve a wide dynamic range characteristic, it is necessary to prevent the waveform distortion of the output voltage from occurring by adjusting the TIA gain. Actually, a plurality of stages of feedback resistors are provided so as not to cause waveform distortion of the output voltage according to the input current, and the feedback resistors are selected according to the input current. This will be specifically described below.

図１０は従来技術においてのＰＯＮシステムの構成ブロック図である。ＯＬＴ１０と複数のＯＮＵ２０（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）が光分岐装置３１を介して光ファイバ３０で接続されている。通常、ＯＬＴはキャリアの局舎に設置され、ＯＮＵは家庭に設置される。ＰＯＮシステムの動作を簡単に説明する。上位のネットワークからＯＬＴ１０に入ってくる、下りＭＡＣフレームは、ＯＬＴ１０において、ＰＯＮフレームに変換され、光信号は光ファイバ３０を介してＯＮＵ２０に一斉に送信される。この光信号は、光分岐装置３１で分岐され、ＯＮＵ２０に送信されるが、送信先アドレスの合致したＯＮＵがその光信号を取り込み、ＰＯＮフレームを処理して復号する。 FIG. 10 is a configuration block diagram of a PON system in the prior art. The OLT 10 and a plurality of ONUs 20 (20 a, 20 b, 20 c) are connected by an optical fiber 30 via an optical branching device 31. Usually, the OLT is installed in a carrier building and the ONU is installed in a home. The operation of the PON system will be briefly described. Downstream MAC frames that enter the OLT 10 from the upper network are converted into PON frames in the OLT 10, and optical signals are transmitted to the ONU 20 all at once via the optical fiber 30. This optical signal is branched by the optical branching device 31 and transmitted to the ONU 20, and the ONU having the matching destination address takes in the optical signal, processes the PON frame, and decodes it.

一方、ＯＮＵ２０から送信される上りパケットは、光分岐装置３１を経由してＯＬＴ１０に送信される。ＯＬＴ１０では、ＡＰＤ素子１１０で受信した上り光信号は電流信号に変換され、帰還抵抗１２１により適切な利得に調整されたトランスインピーダンスアンプ１２０を通して電圧信号に変換され、ポストアンプ１３０に入力される。入力された信号は、フレーム処理部１５０でＰＯＮフレームからＭＡＣフレームに復号され、上位ネットワークへ出力される。また、ＯＬＴ１０には、ＡＰＤ素子１１０に逆バイアス電圧を印加する電圧可変型直流電流源の逆バイアス電圧制御部１１１が設けられている。通常導入時に、逆バイアス電圧を印加することで、良好な受信感度に設定する。 On the other hand, the upstream packet transmitted from the ONU 20 is transmitted to the OLT 10 via the optical branching device 31. In the OLT 10, the upstream optical signal received by the APD element 110 is converted into a current signal, converted into a voltage signal through the transimpedance amplifier 120 adjusted to an appropriate gain by the feedback resistor 121, and input to the post amplifier 130. The input signal is decoded from the PON frame to the MAC frame by the frame processing unit 150 and output to the upper network. Further, the OLT 10 is provided with a reverse bias voltage control unit 111 of a voltage variable DC current source that applies a reverse bias voltage to the APD element 110. A normal reception sensitivity is set by applying a reverse bias voltage.

ＯＮＵ２０から送信される上りパケットは、互いに時間的に競合しないようにする必要がある。そのため、ＯＬＴ１０は、動的帯域割当制御方式（ＤＢＡ）によって、上り送信タイミングを決定する。送信タイミングを決定されたＯＮＵ２０は、その割り当てられた時間に上りパケットを送出する。したがって、ＯＮＵ２０間の上りパケットの衝突は回避される。なお、ＯＬＴ１０とＯＮＵ２０は時間を共有する必要があるが、時刻情報を下りパケットの中に含ませることによって行うことができる。 Upstream packets transmitted from the ONU 20 need not to compete with each other in time. Therefore, the OLT 10 determines the uplink transmission timing by a dynamic band allocation control method (DBA). The ONU 20 whose transmission timing has been determined transmits an upstream packet at the allocated time. Therefore, the collision of upstream packets between the ONUs 20 is avoided. Note that the OLT 10 and the ONU 20 need to share time, but this can be done by including time information in the downlink packet.

ＯＬＴ１０がＯＮＵ２０から送信された光信号を受信する場合、各々のＯＮＵ２０毎に、ＯＬＴ１０との間に介在する光分岐装置の数、光ファイバの距離が異なるため受信信号の光強度が異なる。つまり、光分岐装置の損失、光ファイバの距離に依存した損失により受信信号の光強度が異なる。 When the OLT 10 receives an optical signal transmitted from the ONU 20, the light intensity of the received signal differs for each ONU 20 because the number of optical branching devices interposed between the OLT 10 and the distance of the optical fiber is different. That is, the light intensity of the received signal varies depending on the loss of the optical branching device and the loss depending on the distance of the optical fiber.

次に、図１１を参照して、従来のＴＩＡ利得の設定方法を説明する。図１１（ａ）は、ＯＮＵからの上りバースト信号の光強度の違いを説明するための図であり、縦軸に光強度、横軸に時間をとっている。ＯＮＵ２０ａからの光バースト信号８０１、ＯＮＵ２０ｂからの光バースト信号８０２、ＯＮＵ２０ｃからの光バースト信号８０３を受信しており、受信光強度が様々に異なっている。なお、各光バースト信号の周期は、１０Ｇｂ／ｓの場合、１００ピコ秒程度となっている。 Next, a conventional TIA gain setting method will be described with reference to FIG. FIG. 11A is a diagram for explaining the difference in the light intensity of the upstream burst signal from the ONU, where the vertical axis indicates the light intensity and the horizontal axis indicates the time. The optical burst signal 801 from the ONU 20a, the optical burst signal 802 from the ONU 20b, and the optical burst signal 803 from the ONU 20c are received, and the received light intensity is variously different. The period of each optical burst signal is about 100 picoseconds at 10 Gb / s.

図１１（ｂ）と図１１（ｃ）は、トランスインピーダンスアンプの利得とトランスインピーダンスアンプの出力電圧を示しており、横軸に時間をとっている。図１１（ｂ）に示すように、ＰＯＮシステムでは、トランスインピーダンスアンプの帰還抵抗が抵抗値Ｒａに固定され利得８１１が時間的に一定に設定されている。このとき、図１１（ｃ）に示すように、トランスインピーダンスアンプの出力電圧８２１と８２２は、ポストアンプ１３０以降の回路が正常に動作する電流範囲を満たしている。しかし、トランスインピーダンスアンプの出力電圧８２３は、正常に動作する電流範囲に収まっていない。即ち、ＯＬＴ１０は、光強度の強い信号（出力電圧８２１と８２２）を受信可能であるが、光強度の弱い信号（出力電圧８２３）を受信できないことになる。 FIG. 11B and FIG. 11C show the gain of the transimpedance amplifier and the output voltage of the transimpedance amplifier, with the horizontal axis taking time. As shown in FIG. 11B, in the PON system, the feedback resistance of the transimpedance amplifier is fixed to the resistance value Ra, and the gain 811 is set to be constant over time. At this time, as shown in FIG. 11C, the output voltages 821 and 822 of the transimpedance amplifier satisfy the current range in which the circuits after the post amplifier 130 operate normally. However, the output voltage 823 of the transimpedance amplifier is not within the current range in which it operates normally. That is, the OLT 10 can receive signals with high light intensity (output voltages 821 and 822), but cannot receive signals with low light intensity (output voltage 823).

図１２はＴＩＡ抵抗に対する受光感度のダイナミックレンジの一例を示している。ＰＯＮシステムおいては、伝送距離や分岐数の違いを吸収するために、受光感度の広いダイナミックレンジが要求されている。たとえば、ＩＥＥＥ８０２．３規格では２０ｄＢ程度である。しかし、高速な光信号を受信する場合には、例えば１０Ｇｂ／ｓのような高速伝送時には、トランスインピーダンスアンプの正常動作範囲は、２０ｄＢよりも小さい。 FIG. 12 shows an example of the dynamic range of the light receiving sensitivity with respect to the TIA resistance. In the PON system, a dynamic range with a wide light receiving sensitivity is required to absorb the difference in transmission distance and the number of branches. For example, it is about 20 dB in the IEEE 802.3 standard. However, when a high-speed optical signal is received, the normal operating range of the transimpedance amplifier is smaller than 20 dB during high-speed transmission such as 10 Gb / s.

図１２に示したように、トランスインピーダンスアンプの帰還抵抗を大きく設定すると、利得は大きくなる。逆にトランスインピーダンスアンプの帰還抵抗を小さく設定すると、利得は小さくなる。トランスインピーダンスアンプの帰還抵抗（抵抗値Ｒａ）を、光強度の強い信号に対して設定してしまうと、光強度の弱い光信号を受信できない。また、帰還抵抗（抵抗値Ｒｂ）を、光強度の弱い信号に対して設定してしまうと、光強度の強い光信号は、飽和してしまい、波形に歪みが生じてしまうという問題があった。 As shown in FIG. 12, when the feedback resistance of the transimpedance amplifier is set large, the gain increases. Conversely, when the feedback resistance of the transimpedance amplifier is set to a small value, the gain becomes small. If the feedback resistance (resistance value Ra) of the transimpedance amplifier is set for a signal with high light intensity, an optical signal with low light intensity cannot be received. In addition, if the feedback resistance (resistance value Rb) is set for a signal with low light intensity, the optical signal with high light intensity is saturated and the waveform is distorted. .

上述したように、現在ＰＯＮの高速化技術の進展は速いものの、トランスインピーダンスアンプのダイナミックレンジが小さいため、ＰＯＮシステムの要求条件を満たすような、光強度の異なる信号を同時受信することができない。このような問題に対する対応策として、ＯＮＵから送信された光信号を受信する際に、受信光レベルに応じて、各々のＯＮＵに対応した帰還抵抗を設定する技術が開示されている。特許文献１では、出力電圧の瞬時値を閾値電圧と比較し、その結果に応じて利得切替判断回路を制御するトランスインピーダンスアンプについて開示されている。この方法によれば、利得切替判断回路にヒステリシス特性をもたせることにより、第１のヒステリシス特性によって比較判定した結果に基づき利得の切替動作を行った後、第１のヒステリシス特性よりも低い電圧検出レベルの第２のヒステリシス特性によって比較判定した結果に基づき利得切替動作を停止し、利得を固定する構成が示されている。図１０に示すように、出力電圧１２０ａに基づき、利得切替判断回路１００は切替信号１２１ａを出力し、帰還抵抗１２１を決定することで、トランスインピーダンスアンプの利得を設定している。 As described above, although the progress of the PON speed-up technology is fast, the dynamic range of the transimpedance amplifier is small, so that signals having different light intensities that satisfy the requirements of the PON system cannot be received simultaneously. As a countermeasure against such a problem, a technique for setting a feedback resistor corresponding to each ONU according to the received light level when receiving an optical signal transmitted from the ONU is disclosed. Patent Document 1 discloses a transimpedance amplifier that compares an instantaneous value of an output voltage with a threshold voltage and controls a gain switching determination circuit according to the result. According to this method, by providing the gain switching determination circuit with a hysteresis characteristic, after performing a gain switching operation based on the result of comparison and determination based on the first hysteresis characteristic, a voltage detection level lower than that of the first hysteresis characteristic is obtained. A configuration is shown in which the gain switching operation is stopped and the gain is fixed based on the result of comparison and determination by the second hysteresis characteristic. As shown in FIG. 10, the gain switching determination circuit 100 outputs a switching signal 121a based on the output voltage 120a and determines the feedback resistor 121, thereby setting the gain of the transimpedance amplifier.

特開２００６−３１１０３３号公報JP 2006-311033 A

しかし、上述した従来技術においては、ＰＯＮシステムでは、さまざまな要因によりノイズが発生する。例えば、ＯＬＴ内のリセット信号による影響、他のＯＮＵからの漏れ光、ＯＬＴが送信する下り信号の反射光などが挙げられる。従来技術において、これらのような原因で発生するノイズが利得切替閾値よりも大きいレベルで受信機に入力された場合、利得切替判断回路の動作によって、トランスインピーダンスアンプの利得は小さく設定される。 However, in the conventional technology described above, noise is generated due to various factors in the PON system. For example, the influence of the reset signal in the OLT, the leakage light from other ONUs, the reflected light of the downstream signal transmitted by the OLT, and the like can be mentioned. In the prior art, when noise generated due to these reasons is input to the receiver at a level larger than the gain switching threshold, the gain of the transimpedance amplifier is set small by the operation of the gain switching determination circuit.

例えば、図１３に示すように、ガードタイムにノイズが発生した場合を例として説明する。従来方式では、ノイズは切替閾値電圧を超えているため、利得を減少させる。バースト信号のプリアンブル２１０は、切替閾値電圧を超えておらず、本来は利得を減少させてはいけない。バースト信号が、実際は利得を大きくすべき入力レベルの場合、十分にトランスインピーダンスアンプで増幅されず、受信感度が低下してしまう問題が発生する。つまり、例えば、１０Ｇｂ／ｓのような超高速なＰＯＮにおいては、特許文献１のように上り光バースト信号レベルのみを用いてトランスインピーダンスアンプの帰還抵抗を変化させ、トランスインピーダンスアンプの利得を制御すると、ノイズによる影響を受けてしまい、適切な帰還抵抗を設定できない場合がある。言い換えれば、光強度の異なる光信号を受信できない問題点が解決されていない。 For example, as shown in FIG. 13, a case where noise occurs in the guard time will be described as an example. In the conventional method, since the noise exceeds the switching threshold voltage, the gain is decreased. The preamble 210 of the burst signal does not exceed the switching threshold voltage and should not reduce the gain. When the burst signal is actually at an input level that should increase the gain, it is not sufficiently amplified by the transimpedance amplifier, resulting in a problem that the reception sensitivity is lowered. That is, for example, in an ultra-high speed PON such as 10 Gb / s, when the feedback resistance of the transimpedance amplifier is changed using only the upstream optical burst signal level as in Patent Document 1, the gain of the transimpedance amplifier is controlled. In some cases, it may be affected by noise and an appropriate feedback resistor cannot be set. In other words, the problem that optical signals having different light intensities cannot be received has not been solved.

そこで、本発明では、ＰＯＮシステムのＯＬＴのバースト受信機において、ノイズを受信した場合に発生する不必要な利得切替を防止し、光バースト信号を正しく受信することを目的とするものである。 Therefore, an object of the present invention is to prevent an unnecessary gain switching that occurs when noise is received in an OLT burst receiver of a PON system, and to correctly receive an optical burst signal.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。 Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.

すなわち、代表的なものの概要は、ＰＯＮシステムのバースト受信機において、光電変換された電流を所定の利得で増幅し電圧信号として出力するトランスインピーダンスアンプと、トランスインピーダンスアンプの出力信号からプリンブル信号を所定のマスク時間の間抽出して出力するプリアンブルマスク制御部と、プリアンブルマスク制御部の出力信号からビット量を計測して所定の値と比較して出力するビット量計測部と、ビット量計測部の出力信号とトランスインピーダンスアンプの出力電圧とに基づきトランスインピーダンスアンプの利得を切り替えるか否かを決定する利得切替制御部（ＴＩＡ制御部）とを有することを特徴とする。 That is, the outline of a typical one is that in a burst receiver of a PON system, a transimpedance amplifier that amplifies the photoelectrically converted current with a predetermined gain and outputs it as a voltage signal, and a printable signal from the output signal of the transimpedance amplifier A preamble mask control unit that extracts and outputs during the mask time, a bit amount measurement unit that measures a bit amount from an output signal of the preamble mask control unit, compares it with a predetermined value, and outputs a bit amount, And a gain switching control unit (TIA control unit) that determines whether or not to switch the gain of the transimpedance amplifier based on the output signal and the output voltage of the transimpedance amplifier.

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。 Among the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.

すなわち、代表的なものによって得られる効果は、ＰＯＮシステムのバースト受信機において、ＯＬＴ内のリセット信号による影響、他のＯＮＵからの漏れ光、ＯＬＴが送信する下り信号の反射光などに起因するノイズを受信した場合でも、トランスインピーダンスアンプの利得を適切に調整でき、高速なＰＯＮシステムを実現することが可能である。 In other words, the effect obtained by the typical one is that noise caused by the reset signal in the OLT, light leaked from other ONUs, reflected light of the downstream signal transmitted by the OLT, etc. in the burst receiver of the PON system. Even when the signal is received, the gain of the transimpedance amplifier can be adjusted appropriately, and a high-speed PON system can be realized.

本発明の実施の形態１のＰＯＮシステムの構成ブロック図である。1 is a configuration block diagram of a PON system according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態１のＯＬＴのバースト受信機の回路ブロック図である。It is a circuit block diagram of the burst receiver of OLT of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１のＰＯＮシステム全体の動作タイミングを説明する図である。It is a figure explaining the operation timing of the whole PON system of Embodiment 1 of this invention. （ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明の実施の形態１のＴＩＡ利得の設定方法を説明する図である。(A), (b), (c) is a figure explaining the setting method of the TIA gain of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１のＰＯＮシステムのバースト受信方法の動作手順を説明するフロー図である。It is a flowchart explaining the operation | movement procedure of the burst reception method of the PON system of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態２のＯＬＴの回路ブロック図である。It is a circuit block diagram of OLT of Embodiment 2 of the present invention. 本発明の実施の形態２の逆バイアス電圧を設定する方法を説明する図である。It is a figure explaining the method to set the reverse bias voltage of Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態２のＰＯＮシステムのバースト受信方法の動作手順を説明するフロー図である。It is a flowchart explaining the operation | movement procedure of the burst reception method of the PON system of Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態３のビット量計測部の回路ブロック図である。It is a circuit block diagram of the bit amount measurement part of Embodiment 3 of this invention. 従来のＰＯＮシステムの構成ブロック図である。It is a block diagram of a conventional PON system. （ａ），（ｂ），（ｃ）は従来のＴＩＡ利得の設定方法を説明する図である。(A), (b), (c) is a figure explaining the setting method of the conventional TIA gain. 従来のＴＩＡ抵抗に対する受光感度のダイナミックレンジを説明する図である。It is a figure explaining the dynamic range of the light reception sensitivity with respect to the conventional TIA resistance. 従来のノイズ発生時の切替動作を説明する図である。It is a figure explaining the switching operation at the time of the conventional noise generation.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted.

また、本発明の実施の形態においては、ＰＯＮシステムとして、ＩＥＥＥ規格のＥＰＯＮを使用した場合を一例として説明する。但し、本発明は、必ずしもこのＰＯＮに限定されるものではない。 Further, in the embodiment of the present invention, the case where IEEE standard EPON is used as the PON system will be described as an example. However, the present invention is not necessarily limited to this PON.

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１のＰＯＮシステムについて、図１〜図５を用いて説明する。 (Embodiment 1)
A PON system according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS.

以下、図１を参照して、本実施の形態１のＰＯＮシステムの基本構成について説明する。図１は、本実施の形態１のＰＯＮシステムの構成ブロック図である。 The basic configuration of the PON system according to the first embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the PON system according to the first embodiment.

図１に示しているように、ＰＯＮシステム全体は、ＯＬＴ（光伝送路終端装置）１０と、複数のＯＮＵ（光回線終端装置）２０（＃１：２０ａ、＃２：２０ｂ、＃３：２０ｃ）と、それらの間に設置された光ファイバ３０と光分岐装置３１を含む。 As shown in FIG. 1, the entire PON system includes an OLT (optical transmission line termination device) 10 and a plurality of ONUs (optical line termination devices) 20 (# 1: 20a, # 2: 20b, # 3: 20c). And an optical fiber 30 and an optical branching device 31 installed between them.

まず、ＯＬＴ１０の内部構成は大きくは、上り光信号受信に係る部分、即ち各々のＯＮＵ２０から送信された光信号を受信する部分と、フレームを処理する部分と、ＯＬＴ１０の制御部分からなる。 First, the internal configuration of the OLT 10 mainly includes a part related to reception of an upstream optical signal, that is, a part for receiving an optical signal transmitted from each ONU 20, a part for processing a frame, and a control part of the OLT 10.

上り光信号を受信する部分は、ＡＰＤ素子１１０、ＡＰＤ素子１１０に対する逆バイアス電圧制御部１１１、電流信号を電圧信号に変換するためのトランスインピーダンスアンプ１２０、帰還抵抗１２１、ポストアンプ１３０、ＳｅｒＤｅｓ回路１４０、プリアンブルマスク制御部１６０、ビット量計測部１７０、利得切替制御部であるＴＩＡ制御部１８０から構成される。上り光信号を受信する部分は、光信号を電気信号に変換し、フレームを処理する部分へ送信する。 The part that receives the upstream optical signal includes the APD element 110, a reverse bias voltage control unit 111 for the APD element 110, a transimpedance amplifier 120 for converting the current signal into a voltage signal, a feedback resistor 121, a post amplifier 130, and a SerDes circuit 140. , A preamble mask control unit 160, a bit amount measurement unit 170, and a TIA control unit 180 which is a gain switching control unit. The part that receives the upstream optical signal converts the optical signal into an electrical signal and transmits it to the part that processes the frame.

ＡＰＤ素子１１０は、ＯＮＵ２０から受信する光バースト信号を光電流に変換する素子であり、アバランシェフォトダイオードである。トランスインピーダンスアンプ１２０は、受信した光信号を受光素子により光電気変換した入力電流を、帰還抵抗値に比例するトランスインピーダンスアンプの利得によって、出力電圧に変換する回路である。ポストアンプ１３０は、所定の範囲の入力電圧を所定の出力電圧に増幅する回路である。ＳｅｒＤｅｓ回路１４０は、高速信号を低速信号に変換する回路であり、シリアル信号かパラレル信号に変換する回路である。例えば、１０Ｇｂ／ｓの高速信号を１５５Ｍｂ／ｓの信号１６本に変換することができる。トランスインピーダンスアンプ１２０の利得は、帰還抵抗１２１の値によって制御される。切替信号１２１ａを受信すると、帰還抵抗１２１の抵抗値を変化させ、利得を変化させることができる。 The APD element 110 is an element that converts an optical burst signal received from the ONU 20 into a photocurrent, and is an avalanche photodiode. The transimpedance amplifier 120 is a circuit that converts an input current obtained by photoelectrically converting a received optical signal by a light receiving element into an output voltage by a gain of the transimpedance amplifier proportional to a feedback resistance value. The post-amplifier 130 is a circuit that amplifies an input voltage in a predetermined range to a predetermined output voltage. The SerDes circuit 140 is a circuit that converts a high-speed signal into a low-speed signal, and is a circuit that converts a serial signal into a parallel signal. For example, a 10 Gb / s high-speed signal can be converted into 16 155 Mb / s signals. The gain of the transimpedance amplifier 120 is controlled by the value of the feedback resistor 121. When the switching signal 121a is received, the resistance value of the feedback resistor 121 can be changed to change the gain.

フレームを処理する部分は、フレーム処理部１５０から構成される。フレーム処理部１５０は、ＰＯＮフレームを符号復号し、ＭＡＣフレームを処理して、外部のネットワークと接続される。 A part for processing a frame is configured by a frame processing unit 150. The frame processing unit 150 encodes and decodes the PON frame, processes the MAC frame, and is connected to an external network.

以上のように構成されるＰＯＮシステムにおいて、各々のＯＮＵ２０からの上り方向の光信号は光ファイバ３０を介してＡＰＤ素子１１０で電流信号に変換され、トランスインピーダンスアンプ１２０を通して電圧信号に変換される。トランスインピーダンスアンプ１２０から出力される電圧信号（出力電圧１２０ａ）はＡＧＣ（自動ゲイン制御）機能を有するポストアンプ１３０で増幅されてＳｅｒＤｅｓ回路１４０でシリアルパラレル変換される。パラレル展開された信号はフレーム処理部１５０で所定の処理が行われ、上位のネットワークへ出力される。 In the PON system configured as described above, the upstream optical signal from each ONU 20 is converted into a current signal by the APD element 110 through the optical fiber 30 and converted into a voltage signal through the transimpedance amplifier 120. A voltage signal (output voltage 120 a) output from the transimpedance amplifier 120 is amplified by a post amplifier 130 having an AGC (automatic gain control) function, and serial-parallel converted by a SerDes circuit 140. The parallel expanded signal is subjected to predetermined processing by the frame processing unit 150 and output to a higher-level network.

ところで、トランスインピーダンスアンプ１２０の利得を決定するために帰還抵抗１２１の値を決定する必要があるが、ＴＩＡ制御部１８０で制御された切替信号１２１ａによりトランスインピーダンスアンプ１２０の帰還抵抗１２１が設定される。このＴＩＡ制御部１８０は、後述するようにプリアンブルマスク制御部１６０の出力ビット量をビット量計測部１７０が計測することで、帰還抵抗１２１を設定する。このトランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）１２０の制御方法に関しても後述する。 Incidentally, it is necessary to determine the value of the feedback resistor 121 in order to determine the gain of the transimpedance amplifier 120, but the feedback resistor 121 of the transimpedance amplifier 120 is set by the switching signal 121a controlled by the TIA control unit 180. . The TIA control unit 180 sets the feedback resistor 121 by the bit amount measurement unit 170 measuring the output bit amount of the preamble mask control unit 160 as described later. A method for controlling the transimpedance amplifier (TIA) 120 will also be described later.

ＴＩＡ１２０の利得を制御する方法について説明する。ＯＬＴ１０に設けられたプリアンブルマスク制御部１６０は、ノイズを除去し、プリアンブル信号を抽出し、プリアンブルを復元し、マスクされた時間だけ、ビット量計測部１７０へ出力する。ビット量計測部１７０は、例えばデジタル的な計測として、入力されたビットパルスを計数し、所定の数に達した場合、ビットカウンタフラグをＴＩＡ制御部１８０へ出力する。プリアンブルのビット数をカウントすることで、ノイズの影響による誤動作を防止できる。 A method for controlling the gain of the TIA 120 will be described. The preamble mask control unit 160 provided in the OLT 10 removes noise, extracts a preamble signal, restores the preamble, and outputs it to the bit amount measurement unit 170 for the masked time. For example, as a digital measurement, the bit amount measurement unit 170 counts the input bit pulses, and outputs a bit counter flag to the TIA control unit 180 when a predetermined number is reached. By counting the number of bits in the preamble, malfunction due to the influence of noise can be prevented.

ＴＩＡ制御部１８０は、入力されたビットカウンタフラグとトランスインピーダンスアンプ１２０の出力電圧１２０ａに基づき、トランスインピーダンスアンプ１２０の帰還抵抗１２１を設定するように、切替信号１２１ａで指示し、トランスインピーダンスアンプ１２０の利得を決定する。これにより、ＯＮＵ２０からの信号の受信タイミングに合わせてトランスインピーダンスアンプ１２０の利得を変更することができるため、光強度の異なるそれぞれのＯＮＵ２０からの信号を受信することができる。 Based on the input bit counter flag and the output voltage 120a of the transimpedance amplifier 120, the TIA control unit 180 instructs the switching impedance 121a to set the feedback resistor 121 of the transimpedance amplifier 120. Determine the gain. Thereby, since the gain of the transimpedance amplifier 120 can be changed in accordance with the reception timing of the signal from the ONU 20, it is possible to receive signals from the ONUs 20 having different light intensities.

図２は、本実施の形態１のＯＬＴのバースト受信機の回路ブロック図である。図２において、プリアンブルマスク制御部１６０とＴＩＡ制御部１８０の回路構成の一例を説明する。このバースト受信機とは、ＡＰＤ素子１１０、逆バイアス電圧制御部１１１、トランスインピーダンスアンプ１２０、帰還抵抗１２１、ポストアンプ１３０、プリアンブルマスク制御部１６０、ビット量計測部１７０、ＴＩＡ制御部１８０を含む部分のことである。 FIG. 2 is a circuit block diagram of the OLT burst receiver according to the first embodiment. An example of the circuit configuration of the preamble mask control unit 160 and the TIA control unit 180 will be described with reference to FIG. The burst receiver includes an APD element 110, a reverse bias voltage control unit 111, a transimpedance amplifier 120, a feedback resistor 121, a post amplifier 130, a preamble mask control unit 160, a bit amount measurement unit 170, and a TIA control unit 180. That is.

プリアンブルマスク制御部１６０は、プリアンブルの周波数特性を有したバンドパスフィルタ１６１、積回路１６２、予め設定されたマスク判定電圧１６３、トランスインピーダンスアンプの出力電圧を一定時間積分する積分器１６４、コンパレータ１６５、ＳＲ−ＦＦ（ＳｅｔＲｅｓｅｔ−ＦｌｉｐＦｌｏｐ）回路１６６、入力フラグを受信してから一定時間のみ出力フラグを出力するタイマ１６７から構成される。 The preamble mask control unit 160 includes a bandpass filter 161 having a preamble frequency characteristic, a product circuit 162, a preset mask determination voltage 163, an integrator 164 that integrates the output voltage of the transimpedance amplifier for a certain period of time, a comparator 165, An SR-FF (Set Reset-Flip Flop) circuit 166 includes a timer 167 that outputs an output flag only for a predetermined time after receiving an input flag.

バンドパスフィルタ１６１は、トランスインピーダンスアンプ１２０の出力信号を所定の周波数で透過させる。一方、積分器１６４の出力電圧とマスク判定電圧１６３を比較し、マスク判定電圧を超えた場合、コンパレータ１６５の出力レベルがＨｉｇｈとなり、ＳＲ−ＦＦ回路１６６に出力する。ＳＲ−ＦＦ回路１６６は、ＳｅｔのＨｉｇｈ信号が入力された場合、出力レベルがＨｉｇｈレベルとなる。タイマ１６７は、入力レベルがＨｉｇｈレベルに変化した後、所定時間Ｔの間、Ｈｉｇｈレベルの信号を送信し続ける回路である。積回路１６２は、タイマ１６７からの出力レベルとバンドパスフィルタ１６１からの信号列に基づき、ビット列を出力する。 The band pass filter 161 transmits the output signal of the transimpedance amplifier 120 at a predetermined frequency. On the other hand, the output voltage of the integrator 164 is compared with the mask determination voltage 163. When the mask determination voltage is exceeded, the output level of the comparator 165 becomes High and is output to the SR-FF circuit 166. In the SR-FF circuit 166, when the Set High signal is input, the output level becomes the High level. The timer 167 is a circuit that continues to transmit a high level signal for a predetermined time T after the input level changes to a high level. The product circuit 162 outputs a bit string based on the output level from the timer 167 and the signal string from the band pass filter 161.

ビット量計測部１７０は、入力ビット数を計数する。第１の利得切替として、計数値がＮ１を超えた場合、切替ビットカウンタ信号１７０ａを出力する。同様に、第２の利得切替として、計数値がＮ２を超えた場合、切替ビットカウンタ信号１７０ｂを出力する。また、切替停止として、計数値がＮ３を超えた場合、切替ビットカウンタ停止信号１７０ｃを出力する。ここでは、Ｎ１＜Ｎ２＜Ｎ３の関係が成り立つものとする。 The bit amount measuring unit 170 counts the number of input bits. As the first gain switching, when the count value exceeds N1, the switching bit counter signal 170a is output. Similarly, as the second gain switching, when the count value exceeds N2, the switching bit counter signal 170b is output. When the count value exceeds N3 as a switching stop, a switching bit counter stop signal 170c is output. Here, it is assumed that the relationship of N1 <N2 <N3 holds.

ＴＩＡ制御部１８０は、第１の切替判定回路と第２の切替判定回路を有する。まず、第１の切替判定回路について説明する。始めに、コンパレータ１８２により所定の切替閾値電圧１８１とトランスインピーダンスアンプ１２０の出力電圧１２０ａとを比較する。所定の電圧値を超えた場合、コンパレータ１８２の出力レベルがＨｉｇｈレベルとなり、積回路１８３に入力される。切替ビットカウンタ停止信号１７０ｃがＬｏｗレベルでかつコンパレータ１８２の出力レベルがＨｉｇｈレベルの場合、積回路１８３の出力レベルがＨｉｇｈレベルとなり、積回路１８４に入力される。第１の切替ビットカウンタ信号１７０ａがＨｉｇｈレベルでかつ積回路１８３の出力レベルがＨｉｇｈの場合、積回路１８４の出力レベルがＨｉｇｈレベルとなり、ＳＲ−ＦＦ回路１８５に入力される。結果として、利得切替の第１の切替信号１２１ａがＨｉｇｈレベルとなる。 The TIA control unit 180 includes a first switching determination circuit and a second switching determination circuit. First, the first switching determination circuit will be described. First, the comparator 182 compares a predetermined switching threshold voltage 181 with the output voltage 120 a of the transimpedance amplifier 120. When the voltage exceeds a predetermined voltage value, the output level of the comparator 182 becomes High level and is input to the product circuit 183. When the switching bit counter stop signal 170c is at a low level and the output level of the comparator 182 is at a high level, the output level of the product circuit 183 becomes a high level and is input to the product circuit 184. When the first switching bit counter signal 170a is at the high level and the output level of the product circuit 183 is high, the output level of the product circuit 184 becomes high level and is input to the SR-FF circuit 185. As a result, the first switching signal 121a for gain switching becomes High level.

帰還抵抗１２１は、利得の切替信号１２１ａに基づき、抵抗値を変化させることができる。帰還抵抗１２１は、第１の切替信号１２１ａのレベルに基づき、スイッチが開閉される。このスイッチはＭＯＳトランジスタなどのスイッチ機能を有する素子であればよく、リレー等が用いられてもよい。抵抗に直列に接続されたスイッチが閉じられると、帰還抵抗が並列接続され、抵抗値が小さくなる。結果として、トランスインピーダンスアンプ１２０の利得が減少する。入力レベルの大きい光バースト信号が入力された場合でも、適切な出力波形を得ることができる。 The feedback resistor 121 can change the resistance value based on the gain switching signal 121a. The feedback resistor 121 is opened and closed based on the level of the first switching signal 121a. The switch may be an element having a switching function such as a MOS transistor, and a relay or the like may be used. When the switch connected in series with the resistor is closed, the feedback resistor is connected in parallel and the resistance value is reduced. As a result, the gain of the transimpedance amplifier 120 is reduced. Even when an optical burst signal having a high input level is input, an appropriate output waveform can be obtained.

次に第２の切替判定回路について説明する。第２の利得切替として、第１の切替判定回路と同じ構成の、所定の切替閾値電圧１８１、コンパレータ１８２、積回路１８３、積回路１８４を有する第１の切替条件判定回路１８８を有する。第１の切替条件判定回路１８８の出力レベルがＨｉｇｈレベルでかつ切替ビットカウンタ信号１７０ｂがＨｉｇｈレベルの場合、積回路１８６の出力レベルがＨｉｇｈレベルとなり、ＳＲ−ＦＦ回路１８７に入力される。結果として、利得切替の第２の切替信号１２１ｂがＨｉｇｈレベルとなる。そして、帰還抵抗１２１は、利得の切替信号１２１ｂに基づき、抵抗値を減少させ、結果として、トランスインピーダンスアンプ１２０の利得が更に減少する。 Next, the second switching determination circuit will be described. As the second gain switching, the first switching condition determining circuit 188 having a predetermined switching threshold voltage 181, a comparator 182, a product circuit 183, and a product circuit 184 having the same configuration as the first switching determination circuit is provided. When the output level of the first switching condition determination circuit 188 is high level and the switching bit counter signal 170b is high level, the output level of the product circuit 186 becomes high level and is input to the SR-FF circuit 187. As a result, the second switching signal 121b for gain switching becomes a high level. The feedback resistor 121 decreases the resistance value based on the gain switching signal 121b, and as a result, the gain of the transimpedance amplifier 120 further decreases.

このように、プリアンブルを所定の時間の間のみ抽出し、ビットパルスを計数することにより、ノイズにより発生する不必要な利得切替を防ぐことが可能となる。また、切替ビットカウンタ停止信号１７０ｃは、プリンアンブル信号を受信中に切替動作を固定させるために用いられる。 In this way, unnecessary gain switching caused by noise can be prevented by extracting a preamble only for a predetermined time and counting bit pulses. The switching bit counter stop signal 170c is used to fix the switching operation during reception of the preamble signal.

以下、図３を参照して、本実施の形態１のＰＯＮシステム全体の動作タイミングを説明する。本実施の形態１におけるトランスインピーダンスアンプ１２０は、初期状態においては、トランスインピーダンスアンプ１２０の利得は最大に設定されている。 Hereinafter, the operation timing of the entire PON system of the first embodiment will be described with reference to FIG. In the transimpedance amplifier 120 according to the first embodiment, the gain of the transimpedance amplifier 120 is set to the maximum in the initial state.

まず、時刻Ｔ１において、ＡＰＤ素子１１０にＯＮＵ２０からの光信号（プリバイアス２００）が入力されると（Ａ）、バースト信号として受信され、電流に変換される。この電流はトランスインピーダンスアンプ１２０に入力され、電圧に変換されて出力される（Ｂ）。この出力信号は、プリアンブルマスク制御部１６０に入力される。このプリアンブルマスク制御部１６０において、出力信号はバンドパスフィルタ１６１でプリアンブルの周波数成分のみが透過される（Ｃ）。 First, at time T1, when an optical signal (pre-bias 200) from the ONU 20 is input to the APD element 110 (A), it is received as a burst signal and converted into a current. This current is input to the transimpedance amplifier 120, converted into a voltage and output (B). This output signal is input to the preamble mask control unit 160. In the preamble mask control unit 160, only the preamble frequency component is transmitted through the bandpass filter 161 as the output signal (C).

そして、時刻Ｔ２に、積分器１６４の電圧（バースト信号のプリアンブル２１０）がマスク判定電圧１６３を超えたと判断された場合は、マスク判定信号を出力する（Ｄ）。マスク時間ＴＭはタイマ１６７によって決定される。プリアンブルマスク制御部１６０は、所定の時間ＴＭの間フィルタリングされたビットパルスをビット量計測部１７０に出力する（Ｅ）。ビット量計測部１７０は、ビット数の計数を開始し、所定のカウントを超えると、所定の信号を出力する（Ｆ）。ここでは、ビットカウントがＮ１を超えると、第１の切替ビットカウンタ信号を出力する。 If it is determined at time T2 that the voltage of the integrator 164 (the preamble 210 of the burst signal) exceeds the mask determination voltage 163, a mask determination signal is output (D). The mask time TM is determined by the timer 167. The preamble mask control unit 160 outputs the bit pulses filtered for a predetermined time TM to the bit amount measurement unit 170 (E). The bit amount measuring unit 170 starts counting the number of bits, and outputs a predetermined signal when the predetermined count is exceeded (F). Here, when the bit count exceeds N1, the first switching bit counter signal is output.

時刻Ｔ３に、ＴＩＡ制御部１８０は、出力電圧が切替判定電圧を超えたと判断し、更に第１の切替ビットカウンタ信号を受信した場合、利得切替信号を出力する。利得切替信号をＨｉｇｈレベルに設定することで、帰還抵抗を小さくし、利得を小さくする。これによって、入力レベルの大きい信号に対して、歪の少ない適切な信号を出力することができる。また、第２の利得切替動作も、第１の利得切替動作と同様に実行される。また、利得切替信号は、例えばＭＡＣ層などからの外部リセット信号が入力された場合、出力レベルがＬｏｗレベルになる。 At time T3, the TIA control unit 180 determines that the output voltage has exceeded the switching determination voltage, and further outputs a gain switching signal when the first switching bit counter signal is received. By setting the gain switching signal to a high level, the feedback resistance is reduced and the gain is reduced. As a result, an appropriate signal with less distortion can be output with respect to a signal with a high input level. The second gain switching operation is also performed in the same manner as the first gain switching operation. The gain switching signal has an output level of Low when an external reset signal from, for example, the MAC layer is input.

次に、図４を参照して、本実施の形態１のＴＩＡ利得の設定方法について説明する。図４（ａ）はＯＬＴ１０で受信した光信号の光強度の一例を示しており、縦軸に光強度、横軸に時間をとっている。光信号３０１、３０２、３０３は、それぞれＯＮＵ（＃１）２０ａ、ＯＮＵ（＃２）２０ｂ、ＯＮＵ（＃３）２０ｃからの信号を示している。光信号の強度はＯＬＴ１０での受信強度を示している。つまり、光信号３０１は光信号３０３より光強度は強い状態を示している。なお、各光信号はプリアンブル、デリミタ、データパイロードからなり、光信号間にガードタイム３０４が存在する。 Next, a TIA gain setting method according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4A shows an example of the light intensity of an optical signal received by the OLT 10, where the vertical axis represents the light intensity and the horizontal axis represents time. Optical signals 301, 302, and 303 indicate signals from the ONU (# 1) 20a, ONU (# 2) 20b, and ONU (# 3) 20c, respectively. The intensity of the optical signal indicates the reception intensity at the OLT 10. That is, the optical signal 301 shows a state in which the light intensity is higher than that of the optical signal 303. Each optical signal includes a preamble, a delimiter, and a data payload, and a guard time 304 exists between the optical signals.

図４（ｂ）はＴＩＡ利得の一例を示しており、縦軸にトランスインピーダンスアンプ１２０の利得、横軸に時間をとっている。帰還抵抗Ｒａ（３１１）、Ｒａ（３１２）、Ｒｂ（３１３）は、それぞれＯＮＵ（＃１）２０ａ、ＯＮＵ（＃２）２０ｂ、ＯＮＵ（＃３）２０ｃからの信号を受信するときの帰還抵抗１２１の値を示している。トランスインピーダンスアンプ１２０の抵抗の初期値はＲｂであり、ＲｂはＲａよりも大きい値である。トランスインピーダンスアンプ１２０の帰還抵抗１２１を大きく設定すると、利得は大きくなる。逆にトランスインピーダンスアンプ１２０の帰還抵抗１２１を小さく設定すると、利得は小さくなる。光信号の強度が強い場合、利得を小さく設定しており、光信号の強度が弱い場合、利得を大きく設定している。 FIG. 4B shows an example of the TIA gain, with the vertical axis representing the gain of the transimpedance amplifier 120 and the horizontal axis representing the time. The feedback resistors Ra (311), Ra (312), and Rb (313) are feedback resistors 121 when receiving signals from the ONU (# 1) 20a, ONU (# 2) 20b, and ONU (# 3) 20c, respectively. The value of is shown. The initial value of the resistance of the transimpedance amplifier 120 is Rb, and Rb is larger than Ra. When the feedback resistor 121 of the transimpedance amplifier 120 is set large, the gain increases. Conversely, when the feedback resistor 121 of the transimpedance amplifier 120 is set small, the gain is small. When the intensity of the optical signal is strong, the gain is set small. When the intensity of the optical signal is weak, the gain is set large.

帰還抵抗１２１を調整する理由は、帰還抵抗１２１が大きくなると、ＴＩＡ利得も高くなり、結果的に光強度の弱い信号も受信することができる。しかし、光強度が強すぎると、トランスインピーダンスアンプ１２０が飽和してしまい、信号が歪んでしまう。また、逆に帰還抵抗１２１を小さくすると、ＴＩＡ利得も低くなり、光強度の弱い信号を受信できない。そのため、１０Ｇｂ／ｓのような高速光伝送においては、バースト受信機の受信感度を良好に保つためには、トランスインピーダンスアンプ１２０の帰還抵抗１２１を調整する必要がある。 The reason for adjusting the feedback resistor 121 is that when the feedback resistor 121 increases, the TIA gain also increases, and as a result, a signal with low light intensity can be received. However, if the light intensity is too strong, the transimpedance amplifier 120 is saturated and the signal is distorted. Conversely, if the feedback resistor 121 is reduced, the TIA gain is also reduced, and a signal with low light intensity cannot be received. For this reason, in high-speed optical transmission such as 10 Gb / s, it is necessary to adjust the feedback resistor 121 of the transimpedance amplifier 120 in order to maintain good reception sensitivity of the burst receiver.

図４（ｃ）はＯＬＴ１０で受信したＴＩＡ出力電圧を示しており、縦軸にＴＩＡ出力電圧、横軸に時間をとっている。ＴＩＡ出力電圧３２１、３２２、３２３は、それぞれＯＮＵ（＃１）２０ａ、ＯＮＵ（＃２）２０ｂ、ＯＮＵ（＃３）２０ｃからの光信号が電圧変換されたＴＩＡ出力電圧の値を示している。トランスインピーダンスアンプ１２０の帰還抵抗１２１を調整した結果、トランスインピーダンスアンプ以降の回路が正常に動作する電流範囲に収まっていることを示している。 FIG. 4C shows the TIA output voltage received by the OLT 10, with the vertical axis representing the TIA output voltage and the horizontal axis representing the time. The TIA output voltages 321, 322, and 323 indicate values of TIA output voltages obtained by converting the optical signals from the ONU (# 1) 20 a, ONU (# 2) 20 b, and ONU (# 3) 20 c, respectively. As a result of adjusting the feedback resistor 121 of the transimpedance amplifier 120, it is shown that the circuit after the transimpedance amplifier is within a current range in which the circuit operates normally.

このような状態において、ＯＬＴ１０は光強度の強い信号と弱い信号を同時に受信でき、光信号の受信機のダイナミックレンジを広くすることが可能となる。結果的に受信信号の光強度が異なる場合でも、高速なＰＯＮシステムを実現することが可能である。 In such a state, the OLT 10 can simultaneously receive a signal having a high light intensity and a signal having a weak light intensity, and can widen the dynamic range of the optical signal receiver. As a result, it is possible to realize a high-speed PON system even when the received signals have different light intensities.

図５を参照して、本実施の形態１のＰＯＮシステムのバースト受信方法の動作手順を説明する。 With reference to FIG. 5, the operation procedure of the burst reception method of the PON system according to the first embodiment will be described.

バースト受信機において、プリアンブルマスク制御部１６０は、トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）１２０の出力のプリアンブル信号をバンドパスフィルタで抽出する（ステップ４０１）。ＴＩＡ１２０の出力電圧に基づきマスク時間を設定する（ステップ４０２）。さらに、ビット量計測部１７０は、マスク時間内に出力されるプリアンブルのビット数を計数する（ステップ４０３）。ビット数が所定数を超えた場合、切替ビットカウンタ信号を出力する（ステップ４０４）。そして、ＴＩＡ制御部１８０は、切替閾値電圧と切替ビットカウンタ信号に基づき、利得切替信号を出力する（ステップ４０５）。利得切替信号に基づき、帰還抵抗１２１を設定し、ＴＩＡ１２０の利得を変化させる（ステップ４０６）。これにより、ＯＮＵ２０からの信号レベルに応じて、ＴＩＡ１２０の帰還抵抗１２１を変更することができるため、光強度の異なるそれぞれのＯＮＵ２０からの信号を受信することができる。 In the burst receiver, the preamble mask control unit 160 extracts the preamble signal output from the transimpedance amplifier (TIA) 120 using a bandpass filter (step 401). A mask time is set based on the output voltage of the TIA 120 (step 402). Further, the bit amount measuring unit 170 counts the number of bits of the preamble output within the mask time (step 403). When the number of bits exceeds a predetermined number, a switching bit counter signal is output (step 404). Then, the TIA control unit 180 outputs a gain switching signal based on the switching threshold voltage and the switching bit counter signal (step 405). Based on the gain switching signal, the feedback resistor 121 is set to change the gain of the TIA 120 (step 406). Thereby, since the feedback resistor 121 of the TIA 120 can be changed according to the signal level from the ONU 20, it is possible to receive signals from the ONUs 20 having different light intensities.

以上説明したように、本実施の形態１のＰＯＮシステムのバースト受信機およびバースト受信方法によれば、ＯＬＴ１０内のリセット信号による影響、他のＯＮＵ２０からの漏れ光、ＯＬＴ１０が送信する下り信号の反射光などに起因するノイズを受信した場合でも、トランスインピーダンスアンプ１２０の利得を適切に調整でき、高速なＰＯＮシステムを実現することが可能である。 As described above, according to the burst receiver and burst reception method of the PON system of the first embodiment, the influence of the reset signal in the OLT 10, the leaked light from other ONUs 20, the reflection of the downlink signal transmitted by the OLT 10 Even when noise due to light or the like is received, the gain of the transimpedance amplifier 120 can be appropriately adjusted, and a high-speed PON system can be realized.

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２のＰＯＮシステムについて、図６〜図８を用いて説明する。 (Embodiment 2)
A PON system according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

以下、図６を参照して、本実施の形態２のＰＯＮシステムにおいて、ＯＬＴの構成について説明する。 Hereinafter, the configuration of the OLT in the PON system of the second embodiment will be described with reference to FIG.

本実施の形態２のＯＬＴ１０においては、実施の形態１に対して、ＯＬＴの制御部分として、ＣＰＵ１９０とメモリ１９１が追加されている。メモリ１９１には、本発明に係るＯＮＵ２０に対応する送信スロットの対応付けたデータ（ＯＮＵ−タイムスロット対応情報）が保存されている。ＣＰＵ１９０は、本発明に係るＤＢＡアルゴリズムを保持している。 In the OLT 10 of the second embodiment, a CPU 190 and a memory 191 are added as a control part of the OLT to the first embodiment. The memory 191 stores data (ONU-time slot correspondence information) associated with transmission slots corresponding to the ONU 20 according to the present invention. The CPU 190 holds the DBA algorithm according to the present invention.

トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）１２０の利得を制御する方法について説明する。ＯＬＴ１０に設けられたＣＰＵ１９０は、動的帯域割当制御方式（ＤＢＡ）によって、ＯＮＵ２０の上り光信号の送信タイミングを決定し、ＯＮＵ−タイムスロット対応情報をメモリ１９１に記憶させ、プリアンブルマスク制御部１６０を制御する。送信タイミングを割り当てられたＯＮＵ２０は、その決定された時間に上りＰＯＮフレームを送出する。したがって、ＯＮＵ間の上りＰＯＮフレームの衝突は回避される。なお、ＯＬＴ１０とＯＮＵ２０は時間を共有する必要があるが、時刻情報を下りＰＯＮフレームの中に含ませることによって行うことができる。 A method for controlling the gain of the transimpedance amplifier (TIA) 120 will be described. The CPU 190 provided in the OLT 10 determines the transmission timing of the upstream optical signal of the ONU 20 by the dynamic bandwidth allocation control method (DBA), stores the ONU-time slot correspondence information in the memory 191, and sets the preamble mask control unit 160 Control. The ONU 20 to which the transmission timing is assigned transmits an upstream PON frame at the determined time. Therefore, collision of upstream PON frames between ONUs is avoided. Note that the OLT 10 and the ONU 20 need to share time, but this can be done by including time information in the downstream PON frame.

プリアンブルマスク制御部１６０は、決定されたＯＮＵ２０の上り送信タイミングに基づき、ＯＬＴ１０に受信時間より前の時間に、メモリ１９１に記憶された時間にマスクを設定し、信号ビットを出力する。つまり、マスク設定時間として、ＣＰＵ１９０で計算された送信タイムスロットを用いている。この方法では、プリアンブルの時間を計算できるため、ガードバンドのノイズやプリバイアスのノイズをマスクにより除去することが可能となる。また、プリアンブル中のノイズに対しては、ビットカウントすることにより、影響を低減できる。これにより、ＯＮＵ２０からの信号の受信タイミングに合わせてＴＩＡ１２０の利得を変更することができるため、光強度の異なるそれぞれのＯＮＵ２０からの信号を受信することができる。 The preamble mask control unit 160 sets a mask at a time stored in the memory 191 at a time before the reception time in the OLT 10 based on the determined upstream transmission timing of the ONU 20, and outputs a signal bit. That is, the transmission time slot calculated by the CPU 190 is used as the mask setting time. In this method, since the preamble time can be calculated, it is possible to remove guard band noise and pre-bias noise using a mask. Further, the influence on the noise in the preamble can be reduced by bit counting. Thereby, since the gain of the TIA 120 can be changed in accordance with the reception timing of the signal from the ONU 20, it is possible to receive signals from the ONUs 20 having different light intensities.

図７を参照して、本実施の形態２の逆バイアス電圧を設定する方法について説明する。ここでは、ＤＢＡ方式により各々ＯＮＵ２０への送信タイミング割当と通知は既に行っているものとする。 With reference to FIG. 7, a method of setting the reverse bias voltage of the second embodiment will be described. Here, it is assumed that transmission timing allocation and notification to each ONU 20 are already performed by the DBA method.

ＯＮＵ（＃３）２０ｃは、所定の送信タイミングに上り信号５０１をＯＬＴ１０へ送信する。上り信号は、例えば、長距離伝送によるファイバ損失のため光強度が劣化し、ＯＬＴ１０により受信される（５０４）。このとき、ＯＬＴ１０は、ＤＢＡ計算結果、受信時間スロット（５０７）にＯＮＵ（＃３）の上り光信号を受信することを知っており、上り信号５０４を受信する直前に、上述した手法により、マスク時間を設定し（５１０）、ＴＩＡ１２０の利得を調整し、バースト受信機の感度を良好な状態に設定する。次に、ＯＮＵ（＃１）２０ａは、所定の送信タイミングに上り信号５０３をＯＬＴ１０へ送信する。前述と同様な手順に基づき（５０５、５０８）、マスク時間を設定し（５１１）、ＴＩＡ１２０の利得を設定して、バースト受信機の感度を良好な状態に設定する。上り信号５０２についても同様（５０６、５０９、５１２）である。 The ONU (# 3) 20c transmits the upstream signal 501 to the OLT 10 at a predetermined transmission timing. The upstream signal is received by the OLT 10 because the optical intensity is degraded due to, for example, fiber loss due to long-distance transmission (504). At this time, the OLT 10 knows that the upstream optical signal of the ONU (# 3) is received in the reception time slot (507) as a result of the DBA calculation, and immediately before receiving the upstream signal 504, the OLT 10 performs the masking by the above-described method. Set the time (510), adjust the gain of the TIA 120 and set the sensitivity of the burst receiver to good condition. Next, the ONU (# 1) 20a transmits the upstream signal 503 to the OLT 10 at a predetermined transmission timing. Based on the same procedure as described above (505, 508), the mask time is set (511), the gain of the TIA 120 is set, and the sensitivity of the burst receiver is set to a good state. The same applies to the upstream signal 502 (506, 509, 512).

以下、図８を参照して、本実施の形態２のＰＯＮシステムのバースト受信方法の動作手順を説明する。 Hereinafter, the operation procedure of the burst reception method of the PON system according to the second embodiment will be described with reference to FIG.

バースト受信機において、プリアンブルマスク制御部１６０は、ＴＩＡ１２０の出力のプリアンブル信号をバンドパスフィルタで抽出する（ステップ６０１）。ＤＢＡの計算によるＯＮＵ２０の送信タイムスロットに基づきマスク時間を設定する（ステップ６０２）。さらに、ビット量計測部１７０は、マスク時間内に出力されるプリアンブルのビット数を計数する（ステップ６０３）。ビット数が所定数を超えた場合、切替ビットカウンタ信号を出力する（ステップ６０４）。そして、ＴＩＡ制御部１８０は、切替閾値電圧と切替ビットカウンタ信号に基づき、利得切替信号を出力する（ステップ６０５）。利得切替信号に基づき、帰還抵抗１２１を設定し、ＴＩＡ１２０の利得を変化させる（ステップ６０６）。これにより、ＯＮＵ２０からの信号レベルに応じて、ＴＩＡ１２０の帰還抵抗１２１を変更することができるため、光強度の異なるそれぞれのＯＮＵ２０からの信号を受信することができる。 In the burst receiver, the preamble mask control unit 160 extracts the preamble signal output from the TIA 120 using a bandpass filter (step 601). A mask time is set based on the transmission time slot of the ONU 20 calculated by DBA (step 602). Further, the bit amount measuring unit 170 counts the number of bits of the preamble output within the mask time (step 603). When the number of bits exceeds a predetermined number, a switching bit counter signal is output (step 604). Then, the TIA control unit 180 outputs a gain switching signal based on the switching threshold voltage and the switching bit counter signal (step 605). Based on the gain switching signal, the feedback resistor 121 is set, and the gain of the TIA 120 is changed (step 606). Thereby, since the feedback resistor 121 of the TIA 120 can be changed according to the signal level from the ONU 20, it is possible to receive signals from the ONUs 20 having different light intensities.

このような状態において、入力レベルの大きいノイズを受信することで起因する問題を十分低減できる。このため、ＯＬＴ１０は光強度の強い信号と弱い信号を同時に受信でき、光信号のバースト受信機のダイナミックレンジを広くすることが可能となる。結果的に受信信号の光強度が異なる場合でも、高速なＰＯＮシステムを実現することが可能である。 In such a state, problems caused by receiving noise with a large input level can be sufficiently reduced. For this reason, the OLT 10 can simultaneously receive a strong signal and a weak signal, and can widen the dynamic range of the burst receiver of the optical signal. As a result, it is possible to realize a high-speed PON system even when the received signals have different light intensities.

以上説明したように、本実施の形態２のＰＯＮシステムのバースト受信機およびバースト受信方法によれば、ＯＬＴ１０の制御部分としてＣＰＵ１９０とメモリ１９１を追加した場合でも、実施の形態１と同様に、ＯＬＴ１０内のリセット信号による影響、他のＯＮＵ２０からの漏れ光、ＯＬＴ１０が送信する下り信号の反射光などに起因するノイズを受信した場合でも、トランスインピーダンスアンプ１２０の利得を適切に調整でき、高速なＰＯＮシステムを実現することが可能である。 As described above, according to the burst receiver and burst reception method of the PON system of the second embodiment, even when the CPU 190 and the memory 191 are added as the control part of the OLT 10, the OLT 10 is the same as in the first embodiment. The gain of the transimpedance amplifier 120 can be adjusted appropriately even when noise caused by the effects of the reset signal in the signal, leakage light from other ONUs 20, reflected light of the downstream signal transmitted by the OLT 10, etc. is received, and high-speed PON A system can be realized.

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３のＰＯＮシステムについて、図９を用いて説明する。 (Embodiment 3)
A PON system according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG.

上記実施の形態１、２においては、本発明のビット量計測部１７０がデジタル的にビット数を計測する方法を用いた例で説明したが、本実施の形態３では、アナログ的にある一定の電圧を計測する方法を用いた例を説明する。 In the first and second embodiments, the example in which the bit amount measuring unit 170 of the present invention uses the method of digitally measuring the number of bits has been described. However, in the third embodiment, a certain analog value is used. An example using a method of measuring voltage will be described.

以下、図９を参照して、本実施の形態３のＰＯＮシステムにおいて、ビット量計測部１７０の構成について説明する。ビット量計測部１７０は、入力電圧を一定時間積分する積分回路２００、コンパレータ２０２から構成される。積分回路２００の出力電圧と切替閾値電圧２０１を比較し、切替閾値電圧２０１を超えた場合、コンパレータ２０２の出力レベルがＨｉｇｈとなり、切替トリガを出力する。そして、ＴＩＡ制御部１８０で利得切替信号を出力し、この利得切替信号に基づき、帰還抵抗１２１を設定し、ＴＩＡ１２０の利得を変化させる。これにより、ＯＮＵ２０からの信号レベルに応じて、ＴＩＡ１２０の帰還抵抗１２１を変更することができるため、光強度の異なるそれぞれのＯＮＵ２０からの信号を受信することができる。 Hereinafter, the configuration of the bit amount measuring unit 170 in the PON system of the third embodiment will be described with reference to FIG. The bit amount measurement unit 170 includes an integration circuit 200 that integrates an input voltage for a predetermined time and a comparator 202. The output voltage of the integrating circuit 200 is compared with the switching threshold voltage 201. When the switching threshold voltage 201 is exceeded, the output level of the comparator 202 becomes High and a switching trigger is output. Then, the TIA controller 180 outputs a gain switching signal, sets the feedback resistor 121 based on the gain switching signal, and changes the gain of the TIA 120. Thereby, since the feedback resistor 121 of the TIA 120 can be changed according to the signal level from the ONU 20, it is possible to receive signals from the ONUs 20 having different light intensities.

以上説明したように、本実施の形態３のＰＯＮシステムのバースト受信機およびバースト受信方法によれば、アナログ的にある一定の電圧を計測する方法を用いたビット量計測部１７０の場合でも、実施の形態１と同様に、ＯＬＴ１０内のリセット信号による影響、他のＯＮＵ２０からの漏れ光、ＯＬＴ１０が送信する下り信号の反射光などに起因するノイズを受信した場合でも、トランスインピーダンスアンプ１２０の利得を適切に調整でき、高速なＰＯＮシステムを実現することが可能である。 As described above, according to the burst receiver and burst reception method of the PON system of the third embodiment, even in the case of the bit amount measuring unit 170 using the method of measuring a certain analog voltage, the implementation is performed. As in the first embodiment, the gain of the transimpedance amplifier 120 can be increased even when noise caused by the reset signal in the OLT 10, leakage light from other ONUs 20, reflected light of the downlink signal transmitted by the OLT 10, or the like is received. It is possible to adjust appropriately and to realize a high-speed PON system.

また、アナログ的に受信パルスを積分して計測する方法でも構わないが、高速回路で実現する手法として、所定の時間の受信パルスの平均を計算し、所定の電圧を超えた場合に切り替えビット信号を出力してもよい。 In addition, the method of integrating and measuring the received pulse in an analog manner may be used, but as a method realized by a high-speed circuit, the average of the received pulse for a predetermined time is calculated, and the switching bit signal when the predetermined voltage is exceeded May be output.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。すなわち、当業者は具体的な状況によって変更を行うことができる。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say. That is, those skilled in the art can make changes according to specific circumstances.

例えば、前記実施の形態１〜３についてはすべてＥＰＯＮを例に説明したが、本発明はもちろん、ＡＴＭに基づく受動型光ネットワーク（ＡＰＯＮ）およびギガビット受動型光ネットワーク（ＧＰＯＮ）など、その他の受動型光ネットワーク（ＰＯＮ）に適用することができる。 For example, the first to third embodiments have been described by taking EPON as an example, but other passive types such as an ATM-based passive optical network (APON) and a gigabit passive optical network (GPON) are of course described. It can be applied to an optical network (PON).

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、超高速なＰＯＮシステムにおいて、マスク設定時間内にＴＩＡの利得制御により、ＯＬＴの受光感度のダイナミックレンジの広域化が可能となる。 As is apparent from the above description, according to the present invention, in the ultra-high speed PON system, the dynamic range of the light receiving sensitivity of the OLT can be widened by the TIA gain control within the mask setting time.

本発明は、トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）に関し、特にバースト信号間のノイズやサージによる誤動作を防ぐことができる、ＥＰＯＮ、ＡＰＯＮ、ＧＰＯＮなどのＰＯＮシステムのバースト受信機およびバースト受信方法に利用可能である。 The present invention relates to a transimpedance amplifier (TIA), and is particularly applicable to burst receivers and burst reception methods of PON systems such as EPON, APON, and GPON that can prevent malfunctions due to noise and surge between burst signals. .

１０ＯＬＴ
２０ＯＮＵ
３０光ファイバ
３１光分岐装置
１００利得切替判断回路
１１０ＡＰＤ素子
１１１逆バイアス電圧制御部
１２０トランスインピーダンスアンプ
１２１帰還抵抗
１３０ポストアンプ
１４０ＳｅｒＤｅｓ回路
１５０フレーム処理部
１６０プリアンブルマスク制御部
１７０ビット量計測部
１８０ＴＩＡ制御部
１９０ＣＰＵ
１９１メモリ 10 OLT
20 ONU
30 optical fiber 31 optical branching device 100 gain switching determination circuit 110 APD element 111 reverse bias voltage control unit 120 transimpedance amplifier 121 feedback resistor 130 postamplifier 140 SerDes circuit 150 frame processing unit 160 preamble mask control unit 170 bit amount measurement unit 180 TIA Control unit 190 CPU
191 memory

Claims

A burst receiver of a PON system in which an OLT and a plurality of ONUs are connected via an optical fiber,
A transimpedance amplifier that amplifies the photoelectrically converted current with a predetermined gain and outputs it as a voltage signal;
A preamble mask controller that extracts and outputs a preamble signal for a predetermined mask time from the output signal of the transimpedance amplifier;
A bit amount measuring unit that measures a bit amount from an output signal of the preamble mask control unit and compares it with a predetermined value; and
A burst receiver comprising: a gain switching control unit that determines whether or not to switch a gain of the transimpedance amplifier based on an output signal of the bit amount measuring unit and an output voltage of the transimpedance amplifier.

The burst receiver of claim 1, wherein
The bit amount measuring unit digitally counts the number of bits as the bit amount measurement.

The burst receiver of claim 1, wherein
A band pass filter that transmits a signal in a certain frequency band;
The bit amount measuring unit digitally counts the number of bits with respect to the output signal of the bandpass filter as the bit amount measurement.

The burst receiver of claim 1, wherein
The bit amount measuring unit measures an output voltage of an integration circuit for a predetermined time as the bit amount measurement.

The burst receiver of claim 1, wherein
The burst mask control unit determines a mask time of the preamble signal based on transmission timing of the upstream signal of the ONU.

A burst receiving method of a PON system in which an OLT and a plurality of ONUs are connected via an optical fiber,
A preamble signal is extracted and output for a predetermined mask time from the output signal of the transimpedance amplifier that amplifies the photoelectrically converted current with a predetermined gain and outputs it as a voltage signal. A burst receiving method characterized by determining whether to switch the gain of the transimpedance amplifier based on the output signal and the output voltage of the transimpedance amplifier.

The burst receiving method according to claim 6, wherein
A burst receiving method, wherein the number of bits is digitally counted as the bit amount measurement.

The burst receiving method according to claim 6, wherein
A burst receiving method characterized in that, as the bit amount measurement, the number of bits is digitally counted with respect to an output signal of a bandpass filter that transmits a signal in a certain frequency band.

The burst receiving method according to claim 6, wherein
A burst receiving method characterized by measuring an output voltage of an integration circuit for a predetermined time as the bit amount measurement.

The burst receiving method according to claim 6, wherein
A burst receiving method, comprising: determining a mask time of the preamble signal based on a transmission timing of an upstream signal of the ONU.